بخش هفتم آموزش الکترونیک و قطعه شناسی موبایل و تبلت 

مدارهای یکسو ساز

مداراتی هستند که ولتاژ متناوب ((AC را به مستقیم (DC) تبدیل می کنند.

یکسو ساز نیم موج 

تحلیل مدار یکسوساز نیم موج

ورودی مدار بالا که سیگنال سینوسی می باشد( غالبا همان برق 50 هرتز شهری است) به شکل زیر است:

شکل موج ورودی مدار یکسوساز نیم موج

خروجی ترانس که ورودی مدار یکسوساز دیودی نیم موج محسوب می شود از لحاظ شکل فقط در دامنه ولتاژ با ورودی ترانس تفاوت دارد (معمولا ترانس های کاهنده استفاده می شوند)

ابن شکل موج دارای مولفه های مثبت و منفی است و یک سیگنال متناوب است . اما بسیاری از دستگاه ها برای روشن شدن یا عملکردشان نیاز به یک ولتاژ مستقیم (DC) دارند به همین منظور نیاز است که این ولتاژ AC یا متناوب به  DC  یا مستقیم تبدیل شود.برای این منظور ساده ترین کار استفاده از یک دیود است مانند شکل بالا.

در نیم سیکل اول دیود در بایاس مستقیم قرار می گیرد و ولتاژ ترانس را به دو سر مقاومت منتقل می کند. در نیم سیکل دوم (منفی) دیود در بایاس مخالف قرار گرفته و هدایت نمی کند در نتیجه ولتاژ خروجی برابر صفر خواهد بود.

در نتیجه خروجی مدار یکسوساز نیم موج مانند شکل زیر است:

شکل موج خروجی یکسوساز نیم موج 

 

 

مزیت و عیب یکسوساز نیم موج

مزیت مدار یکسوساز نیم موج این است که ارزان قیمت و ساده است و تنها با یک دیود ساخته می شود.عیب آن حذف شدن نیمی از موج و اتلاف زیاد انرژی است.

فرکانس خروجی یکسوساز نیم موج 

در یکسوساز نیم موج فرکانس خروجی مدار با ورودی آن برابر است . به عنوان مثال در صورتی که فرکانس موج سینوسی ورودی برابر 50 هرتز باشد، فرکانس خروجی آن هم برابر 50 هرتز خواهد بود.

یکسوساز تمام موج با ترانس سر وسط

 

مدار شکل بالا تقریبا از ترکیب دو یکسوساز نیم موج ساخته شده است. دو خروجی بالا و پایین ترانس نسبت به سر وسط خروجی 180 درجه اختلاف فاز دارند. و نهایتا خروجی مدار به شکل زیر خواهد بود:

خروجی مدار یکسوساز تمام موج با ترانس سر وسط

فرکانس خروجی یکسوساز تمام موج با ترانس سر وسط 

در مدار یکسوساز تمام موج با ترانس سر وسط فرکانس خروجی دو برابر فرکانس ورودی می باشد . پس در صورتی که فرکانس ورودی همان 50 هرتز برق شهری باشد، فرکانس خروجی مدار برابر 100 هرتز خواهد بود.

یکسوساز تمام موج پل

پرکاربردترین مدار یکسوساز، مدار یکسوساز با چهار عدد دیود و یک ترانس معمولی است که به پل دیود (Bridge) معروف است .

خروجی ترانس و ورودی پل دیود

تحلیل مدار پل دیودی

در نیم سیکل اول که پایه بالای ترانس قطب مثبت و پایه پایین ترانس قطب منفی دارد D1 و D4 در بایاس موافق قرار می گیرند، جریان از قطب مثبت از طریق D1 به مقاومت RL هدایت می شود و سپس از طریق D4 به قطب منفی می رود اگر دقت کنیم جهت جریان در نیم سیکل اول از بالای مقاومت به سمت پایین آن می باشد. در نیم سیکل دوم که پایه پایین ترانس قطب مثبت و پایه بالای ترانس دارای قطب منفی است،جریان از پایه پایین ترانس به D2 وارد شده و از بالای مقاومت به سمت پایین حرکت می کند و از طریق D1 به به قطب منفی ترانس که در بالا قرار گرفته می رود در نتیجه در هر دو نیم سیکل جهت جریان در مقاومت از بالا به سمت پایین می باشد.

ولتاژ خروجی یکسوساز تمام موج پل 

ولتاژ خروجی یکسوساز تمام موج پل مانند شکل زیر است که شبیه یکسوساز با ترانس سر وسط می باشد:

فرکانس خروجی مدار یکسوساز تمام موج پل 

فرکانس خروجی مدار یکسوساز تمام موج پل دوبرابر فرکانس ورودی آن می باشد و شبیه یکسوساز با ترانس سر وسط می باشد.

یکسوساز تمام موج با خازن صافی 

اگر یک خازن را با دو سر خروجی مدار یکسوساز تمام موج موازی کنیم ( در هر دو نوع یکسوساز تمام موج پل و یکسوساز با ترانس سر وسط یکسان است) خروجی مدار به DC خالص نزدیکتر خواهد شد. به شکل زیر توجه کنید .

شکل مدار یکسوساز تمام موج با خازن صافی 

نکته !

به خازنی که در مدار شکل زیر بکار رفته است، خازن صافی  گفته می شود.

تحلیل مدار یکسوساز تمام موج با خازن صافی

در سیکل اول خازن به اندازه پیک شارژ می شود، اما با کاهش ولتاژ خروجی یکسوساز، خازن ولتاژ ذخیره شده در خود را به مدار تزریق می کند در نتیجه قبل از اینکه ولتاژ به صفر برسد سیکل بعدی شروع شده و این روند تکرار می شود . میزان تخلیه خازن و ریپل خروجی بستگی به ظرفیت خازن صافی و مقدار جریان مصرفی مقاومت ( و یا هر مصرف کننده دیگری که به این مدار متصل شده باشد) دارد . هر چقدر ظرفیت خازن بیشتر باشد یا جریان مصرفی کمتر باشد، شکل موج خروجی صاف تر و به DC خالص نزدیکتر می باشد.

کاربرد یکسوسازها در موبایل و تبلت

از یکسو ساز ها معمولا در مدارهای شارژر استفاده می شود

ویدیوی بخش هفتم الکترونیک – یکسوسازها

 

خودآزمایی بخش هفتم الکترونیک موبایل و تبلت